Содержание:

Введение 3

1. Принципиальная схема САР 4

2. Выбор оптимальных параметров настройки регулятора 8

2.1. Вывод уравнения динамики объекта регулирования 8

2.2. Динамическая модель регулятора 11

2.3. Структурная схема САР 13

2.4. Расчет ОПН регулятора 15

3. Статический анализ САР 17

3.1. Статическая точность регулирования 17

3.2.Анализ влияния люфтов и зазоров в регулирующих органах на статические свойства САР 19

4. Влияние отдельных элементов регулятора на качество САР 21

4.1. Оценка влияния численных значений времени исполнительного механизма и инерционности датчика на показатели качества переходных процессов в заданной САР 21

4.2. Оценка влияния времени запаздывания датчика на устойчивость САР 25

4.3. Оценка влияния нечувствительности регулятора на свойства САР 27

5. Инструкция по настройке и обслуживанию регулятора 30

Список используемой литературы 37

Введение.

Целью курсовой работы является исследование оптимальных параметров настройки регулятора САР.

Курсовая работа заключается в функциональном анализе заданной системы автоматического регулирования, анализа устойчивости САР при известном законе регулирования и оценка качества переходных процессов. В качестве исходных данных использование уравнений типовых объектом регулирования и уравнения элементов реальных регуляторов.

Исследование САР производится методом линейной теории автоматического регулирования, необходимые сведения были взяты в учебнике.

Исследование устойчивости САР производится с использованием программного пакета VisSim. Запасы устойчивости по фазе и амплитуде определяются не менее чем для трёх значений заданного настроечного параметра регулятора. Это позволяет настроить зависимость показателей устойчивости от величины настроечного параметра и выбрать наиболее подходящее его значение.

Исследование качества переходных процессов в САР производится путём оказания скачкообразного возмущения на объект при выбранных на предыдущем этапе значений настроечных параметров регулятора.

1. Принципиальная схема сар.

Данная САР предназначена для поддержания постоянной частоты вращения ГД Зульцер 6ТД56, путем изменения подачи топлива, через ТНВД.

Фирма «Зульцер» на двигателях 6TD56 применяет центробежный регулятор прямого действия. Регулятор, включенный по всережимно-предельной схеме, воздействует на топливные насосы через систему рычагов и тяг. При нормальной работе двигателя он прижимает рейку топливных насосов к упору максимального ограничения. При самом незначительном увеличении угловой скорости регулятор срабатывает на уменьшение подачи топлива. Его высокая чувствительность достигнута в результате снижения до минимума осевого трения. Втулка вращается вместе с чувствительным элементом. Регулятор переводится в другой скоростной диапазон перемещением рукоятки управления точки приложения сил стержня и поджатием дополнительной пружины, которая разгружает основную пружину. При увеличении нагрузки двигателя с поста управления увеличивается поджатие дополнительной пружины. При малых пода­чах топлива «раскачивание» угловой скорости двигателя предотвращается демпфирующим устройством. Натяжение основной пружины контроли­руется по шкале.

При легком гребном винте полная угловая скорость достигается при меньшей нагрузке позиции регулятора. В этом случае во время установки рукоятки управления на полную подачу упор максимального ограничения образует слишком большой зазор. Угловая скорость вала двигателя сохраняется постоянной, так как регулятор работает по всережимной схеме, не только уменьшая, но и увеличивая подачу топлива. Однако двигатель ли­шается ограничения нагрузки. Затяжкой пружины регулятора уменьшают зазор у максимального упора так, чтобы регулятор только уменьшал по­дачу топлива.

При длительном плавании без докования повышается сопротивление воды движению судна. Это приводит к тому, что при 100%-ной нагрузке двигатель не развивает полной угловой скорости гребного винта, а при этом сжимается дополнительная пружина регулятора, рычаги сильно прижимаются к максимальному упору. Этот случай наиболее неблагоприятный. При падении угловой скорости подача топлива не может быть увеличена из-за фиксированного максимального упора. А при уменьшении нагрузки, прежде чем регулятор начнет воздействие на топливные насосы, ослабляется дополнительная пружина. В результате при падении нагрузки возможно большое и резкое скачкообразное изменение угловой скорости.

Ослабление затяга основной пружины регулятора до появления зазора у максимального упора приводит двигатель в нормальное эксплуатацион­ное состояние. Центробежный чувствительный элемент находится под воздействием двух пружин: основной и дополнительной. В конструкции регу­лятора имеется предохранитель направления вращения, который отклю­чает топливные насосы в случае несовпадения направления вращения с положением маневрового рычага. Смазочное масло подводится к регуля­тору от циркуляционной системы двигателя.

Другие типы регуляторов прямого действия, устанавливаемые на су­довых дизелях, принципиально аналогичны описанным типам или имеют несущественные отличия от них.

­

Рис. 1. Регулятор частоты вращения ГД Зульцер 6ТД56 (Р13Н).

1 -точка приложения сил; 2-основная пружина; 3-шкала; 4-дополнительная пружина; 5-предохранитель направления вращения; 6-демпфирующее устройство; 7-упор максималь­ного ограничения

Рис. 2. Принципиальная схема САР

Схема САР состоит из: 1 - Регулятор (который представлен на рис. 1); 2 - топливная цистерна; 3 - топливный насос; 4 - топливная рейка; 5 - фильтр; 6 - ТНВД; 7 - форсунка; 8 - ДГ; 9,10 - датчики; 11 - гребной винт.

Классификация САР:

По назначению: стабилизирующая;

По наличию усилителя: прямого действия;

По используемой энергии: гидравлическая;

По характеру сигнала: непрерывная;

По принципу регулирования: по отклонению;

Функциональная схема САР содержит:

СУ - сравнивающее устройство;

ЖОС - жесткая обратная связь;

ГОС - гибкая обратная связь;

ЭС - элемент сравнения;

РО - регулирующий орган;

У - усилитель;

ОР - объект регулирования;

Д - датчик.

ИМ-исполнительный механизм;

ЧЭ - чувствительный элемент;

Рис. 3. Функциональная схема САР

. Выбор оптимальных параметров настройки регулятора.